分析建(構(gòu))筑物沉降觀測方法和誤差

1、分析建(構(gòu))筑物沉降觀測方法和誤差摘要通過建(構(gòu))筑物沉降觀測的實踐經(jīng)驗,總結(jié)了一般沉降觀測的測量方法和技術(shù)規(guī)定。重點剖析了沉降觀測誤論文網(wǎng)差來源及測量精度選擇,并提出了一整套提高測量精度的測量方法。關(guān)鍵詞沉降觀測測量精度誤差分析AbstractBased on the practice experience, the generic construction subsidence survey method and technique regulation have been summarized. The source of survey data errors and the choic

2、e of survey precision have been analyzed specially. At last, one kind of survey method which can improve survey practice has been advanced.Key wordssubsidence survey; survey practice; errors analysis.根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,高層建筑物、高聳構(gòu)筑物、重要古建筑物及連續(xù)生產(chǎn)設(shè)施基礎(chǔ)、動力設(shè)備基礎(chǔ)、滑坡監(jiān)測等必須由具有相應(yīng)資質(zhì)的測繪單位進行沉降觀測并提供可靠的測量資料和相應(yīng)的沉降參數(shù)。這樣,在工程施工過程中可

3、以有效地加強安全監(jiān)控,合理指導施工并及時反饋建筑物主體結(jié)構(gòu)信息,保證建構(gòu)筑的質(zhì)量安全,避免施工過程中因出現(xiàn)不均勻沉降造成建筑物主體結(jié)構(gòu)的破壞或使用功能的喪失而造成經(jīng)濟損失。1沉降觀測的一般規(guī)定沉降觀測屬于高精度工程測量,為了精確地反映出建構(gòu)筑物在不斷加載作用下的沉降指標參數(shù),在具體實測過程中必須使用精密水準儀和沉降觀測專用銦合金水準尺,由能熟練掌握儀器操作規(guī)程和測量理論的專業(yè)人員進行外野操作及數(shù)據(jù)收集。水準控制點(即,沉降觀測基準點)和觀測點(即,建構(gòu)筑物監(jiān)測點)布設(shè)嚴格按照建筑變形測量規(guī)范(JGJ/T8-97)和工程測量規(guī)范(GB50026-93)要求設(shè)置,儀器檢校和線路觀測按照相應(yīng)精度等級

4、的測量程序操作。實際操作過程中,在滿足測量規(guī)范要求的情況下,可根據(jù)建筑物的特性及建設(shè)單位和設(shè)計單位要求靈活地選擇觀測精度等級,對于一般性建構(gòu)筑物采用二等或者三等水準觀測方法可滿足工程施工和竣工驗收要求。沉降觀測成果的各項技術(shù)指標需參照如下規(guī)定:往返較差、附和或環(huán)線閉合差: h =a-b1.0n,其中n表示測站數(shù),(或h=a-b1.0L,其中L表示觀測路線距離);前后視距:S30 m;前后視距差:S1.0m;前后視距累積差S3.0m;沉降觀測點相對于后視點的高差容差:1.0 mm;水準儀的精度不低于N2級別;沉降觀測成果整理及計算所采用的原始數(shù)據(jù)要真實可靠,記錄計算要符合測量規(guī)范要求。2觀測成果

5、及計算方法根據(jù)工程的要求布置觀測點及觀測路線圖,對觀測網(wǎng)采用二等水準測量進行觀測,觀測時嚴格按照要求進行,并及時對觀測成果進行記錄和檢查。觀測原始記錄整理檢查無誤后,進行平差計算,求出各次每個監(jiān)測點的高程值,根據(jù)監(jiān)測點高程值計算出監(jiān)測點沉降量S、基礎(chǔ)傾斜、基礎(chǔ)相對彎曲Q等各項監(jiān)測物沉降觀測技術(shù)指標參數(shù),并匯總資料(如圖1)。(1)監(jiān)測點高程計算值HH= Ho+h(1)式中:Ho沉降觀測基準點的高程值(m);h沉降點的累計平差高差值(m)。(2)監(jiān)測點沉降量SS= Hi-Hj(2)式中:Hi沉降點本周期的高程計算值(m);Hj沉降點上周期的高程計算值(m)。3誤差來源及數(shù)據(jù)分析為了有效地保證測量

6、精度,控制測量誤差,在客觀上減少觀測誤差的不定性,保證各次觀測數(shù)據(jù)具有具有統(tǒng)一的趨向性和可比性,使得觀測成果更真實,按照測量規(guī)范要求,沉降觀測自始至終遵循“五定”原則:沉降觀測依據(jù)的基準點、工作基點和監(jiān)測物上的沉降觀測點,點位要穩(wěn)定;所使用儀器、設(shè)備要穩(wěn)定;觀測人員要穩(wěn)定;觀測環(huán)境條件要基本一致;觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。盡管規(guī)范對沉降觀測規(guī)定了更為嚴格的操作要求,但是由于測量數(shù)據(jù)自身的特殊性,其測量誤差無法消除。在沉降觀測數(shù)據(jù)成果中可以清楚地看到,沉降量與時間或者載荷關(guān)系曲線不是簡單的單邊下行光滑曲線,而是呈現(xiàn)出上下起伏狀(按照建筑變形測量規(guī)范(JGJ/T8-97)的解釋,這是由土壤

7、在載荷下沉降和反彈的不統(tǒng)一性造成的),需要進行修正(若回升超過5 mm時,可能是上次觀測精過低,數(shù)據(jù)作廢,沉降量重新計算;若回升在5 mm內(nèi),則本次沉降量按照零值計算)。從大量的沉降觀測實踐來看,一般情況下,單次沉降量約在23 mm之間;對于地基土層較好的地區(qū),單次沉降量大概在12 mm之間;對于地基土層松軟、池塘河道填充的地區(qū)或者長時間降雨過后,單次沉降量約在35mm之間,甚至會達到68 mm之間。總得來說,沉降觀測所得單次沉降量很小,尤其當監(jiān)測物趨于穩(wěn)定時,其沉降量更小;由此可以看出,在沉降觀測成果中監(jiān)測物自身的沉降數(shù)據(jù)值是很少的;而觀測誤差、測量粗差以及由于人為修正所引起的錯誤等,在成果

8、數(shù)據(jù)中占有相當?shù)谋嚷省１娝苤?在沉降觀測外野數(shù)據(jù)采集過程中,由于人為一個微小的疏忽,或者外界環(huán)境引起腳架、水準尺輕微的抖動都會引起觀測數(shù)據(jù)34 mm變化,而且水準測量數(shù)據(jù)是線性累計計算模式,一個粗差或者較大的誤差將會帶動整個水準線路數(shù)據(jù)結(jié)果的變動。在水準測量中人為的疏忽和外界環(huán)境的變化都是不可避免的因素,有效地減少這些外在因素在成果數(shù)據(jù)中的比率,可以有效地提高沉降觀測成果的可靠性。4 誤差分析及改進途徑由于測量工作自身的特點,測量結(jié)果中存在的誤差只能盡可能的限制或者減少而不可能避免。從水準測量高程計算公式(H=Ho+h)和監(jiān)測點沉降量計算公式(S = Hi-Hj)可知,沉降監(jiān)測成果中的誤差成線性累計的變化特征。根據(jù)和差函數(shù)測量誤差傳播定律和水準測量中誤差知識,(1)沉降監(jiān)測點i的測量中誤差為:Mi2= Mo2+M12+M22+Mi-12 (3)(2)沉